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Le “costruzioni in altezza” a struttura lignea La novità degli edifici multipiano realizzati con il legno strutturale Giorgio Bignotti, Direttore Generale Rubner Holzbau Sud

La crisi e la nuova tendenza delle costruzioni in altezza La crisi economica attuale, che continua a deprimere fortemente il mondo dell’edilizia nel suo insieme, in alcuni casi, limitatamente a particolari sistemi costruttivi, può avere effetti stimolanti. È quanto sta accadendo alle costruzioni con struttura di legno classificate come “alte”, cioè quegli edifici civili (per abitazione e uffici) con altezze superiori a quattro piani che sempre più vanno diffondendosi nelle nostre città. Queste tipologie, pur annoverando ad oggi un modesto numero di realizzazioni, intravedono notevoli possibilità di sviluppo. La ragione, almeno in parte, risiede nella necessità, in tempi di crisi, di differenziare fortemente l’offerta, rendendola innovativa e capace di attrarre acquirenti anche in un contesto di domanda complessivamente debole. I sistemi costruttivi a struttura lignea per edifici di quattro o più piani fuori terra costituiscono senza dubbio un approccio nuovo, sostenibile, competitivo e pertanto rispondente in maniera ottimale alle esigenze degli investitori privati che intendono porsi sul mercato con un’offerta qualificata e differenziata.

Prospettiva fotorealistica parco del mare - Rubner Holzbau Multipiano Caorle

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A questo si aggiunge il forte interesse che il settore pubblico, sempre più sensibile agli aspetti energetici ed ambientali, sta dimostrando nei confronti delle soluzioni prefabbricate a struttura lignea. L’utilizzo nei nuovi interventi di edilizia residenziale e di social housing si va affermando nel Paese, specie a partire dalle regioni del nord. Il legno lamellare (glulam) ed i pannelli di legno a strati incrociati (X-lam o CLT) sono, come materiali strutturali, i protagonisti principali di questa recente piccola rivoluzione nel mondo delle costruzioni.

L’evoluzione nelle costruzioni di legno in Italia Gli sviluppi delle tecnologie di lavorazione avvenute negli ultimi 50 anni hanno determinato una notevole evoluzione nell’utilizzo legno strutturale. La trasformazione dei segati semplici in prodotti industriali performanti ed affidabili, ha consentito l’impiego del legno in opere d’ingegneria sempre più importanti. Dagli anni ‘80 in poi il lamellare è andato affermandosi nella costruzione di strutture a grandi luci, portando il legno a competere con l’acciaio e con il cemento armato precompresso. Parallelamente, dopo un cinquantennio di oblio, si sono sviluppate la carpenteria tradizionale per le coperture, e l’utilizzo del legno per le pareti e le strutture verticali. Si sono poi diffusi gli edifici in legno con pareti portanti prefabbricate a telaio leggero, utilizzate in genere per costruzioni fino a tre piani destinate principalmente all’uso residenziale. Un nuovo impulso alla costruzione di edifici integrali in legno è stato dato alla fine degli anni ‘90 dall’introduzione sul mercato dell’X-lam o Compensato di Tavole. Il sistema costruttivo che lo utilizza, basato sull’assemblaggio di pareti e impalcati costituiti da pannelli massicci, ha reso possibile concepire la struttura di legno similmente a quella delle costruzioni a muratura portante e solai in latero-cemento. Grazie all’analogia con i sistemi tradizionali, il nuovo sistema costruttivo, nato nel centro nord Europa, è stato accolto con molto favore nel nostro Paese. Maturata la consapevolezza delle possibilità costruttive offerte dal legno, a partire dal 2009 un interesse sempre maggiore si è rivolto verso gli edifici a più piani: si è superato il pregiudizio sull’impiego del legno in elevazione, si è dato valore ai i tempi di costruzione estremamente contenuti, si sono recepite le notevoli possibilità di performance nei confronti del sisma e del fuoco, si è scoperta l’ottima predisposizione all’isolamento termico, ma soprattutto si sono apprezzate le eccezionali caratteristiche di sostenibilità del materiale. La strada verso la diffusione delle costruzioni alte a struttura lignea era ormai aperta.

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Le limitazioni in altezza prima della modifica del DPR 380/2001 Negli ultimi anni una forte limitazione alla costruzione di edifici alti è stata determinata dal Decreto del Presidente della Repubblica nr. 380 del 2001, introdotto a suo tempo come TESTO UNICO nel tentativo di redigere un compendio generale delle normative vigenti in materia di costruzioni. La seconda parte del Decreto comprende i provvedimenti per le costruzioni in zona sismica. Tra questi l’articolo 52 che prescrive l’obbligo di effettuare la progettazione secondo le indicazioni contenute nelle vigenti Norme Tecniche, ma che, al comma 2, prima della modifica, specificava che per sistemi costruttivi diversi da quelli tradizionali (legno escluso), per edifici con quattro o più piani, l'idoneità statica doveva essere comprovata da una dichiarazione del Presidente del CSLLPP su conforme parere del Consiglio. Era tuttavia evidente l’incongruenza con i criteri di progettazione delle NTC 2008 in relazione all’altezza massima delle costruzioni in zona sismica. Il Par. 7.2.2 “Caratteristiche generali delle costruzioni – Altezza massima dei nuovi edifici” infatti riporta: “Per le tipologie strutturali: costruzioni di legno e di muratura non armata che non accedono alle riserve anelastiche delle strutture, ricadenti in zona 1, è fissata una altezza massima pari a due piani dal piano di campagna, ovvero dal ciglio della strada. Il solaio di copertura del secondo piano non può essere calpestio di volume abitabile. Per le altre zone l’altezza massima degli edifici deve essere opportunamente limitata, in funzione delle loro capacità deformative e dissipative e della classificazione sismica del territorio. (…)” La modifica all’articolo 52 era quindi assolutamente necessaria. La modifica del DPR 380 Il 6 dicembre 2011 è entrato in vigore il DL 201/2011 (“Disposizioni urgenti per la crescita, l’equità e il consolidamento dei conti pubblici”) contenente tra i vari provvedimenti, anche diverse disposizioni in materia di edilizia. Il decreto, battezzato “Salva Italia” e convertito in legge alla fine del 2011, ha modificato quanto stabilito dal comma 2 dell’articolo 52 del DPR per gli edifici multipiano, riformulando il testo nel seguente modo: “Qualora vengano usati materiali o sistemi costruttivi diversi da quelli disciplinati dalle norme tecniche in vigore, la loro idoneità deve essere comprovata da una dichiarazione rilasciata dal Presidente del Consiglio superiore dei lavori pubblici su conforme parere dello stesso Consiglio.” In sostanza, non facendo più riferimento ai sistemi costruttivi tradizionali prima elencati, la legge del 2011 considera implicitamente idonei tutti quei materiali e sistemi costruttivi disciplinati dalle NTC del 2008. Questa modifica ha avuto un enorme impatto sul settore delle costruzioni multipiano di legno perché ha snellito enormemente le procedure necessarie

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all’avvio dei cantieri. Prima dell’entrata in vigore del nuovo decreto era invece necessario per edifici in legno a quattro o più piani acquisire il parere positivo del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici sull’idoneità del progetto. Nel ben noto caso delle quattro torri di nove piani del cantiere di Via Cenni a Milano, il progetto, nella sua fase definitiva, ha dovuto essere sottoposto al vaglio del Csllpp. Dopo un iter di circa 6 mesi il progetto ha acquisito nell’estate del 2011 il nulla osta da parte della Prima Sezione del CSLP come previsto dall’art. 52 del DPR380/01. Nonostante l’esito positivo, il caso di Via Cenni ha evidenziato la criticità del sistema: l’iter sarebbe stato percorribile soltanto per una quantità limitata di progetti. Ciò avrebbe rischiato di limitare fortemente lo sviluppo del settore che invece oggi si trova svincolato dal rischio di essere sottoposto ad istruttorie troppo dilatate nei tempi. I sistemi costruttivi per gli edifici multipiano a struttura di legno Un criterio logico per classificare i vari tipi di costruzioni di legno, è quello di distinguere tra costruzioni di tipo massiccio e costruzioni di tipo leggero. Queste ultime non sono solitamente le più indicate per realizzare edifici alti per via degli importanti carichi generati dalla sovrapposizione di un certo numero di piani. Esiste comunque la possibilità di sostituire gli esili montanti inseriti nelle pareti a telaio leggero con altri di sezione maggiorata per incrementare la resistenza complessiva nei confronti delle azioni verticali agenti sulla parete. Sono quindi principalmente i sistemi cosiddetti “massicci” quelli a maggior vocazione per la costruzione di edifici multipiano di legno, unitamente alle varie combinazioni dei due sistemi “massicci” principali: quello scatolare a pannelli X-lam e quello a telaio pesante in legno lamellare (Glulam). Il sistema costruttivo a pannelli di compensato di tavole X-lam, o CLT, è un modello a comportamento scatolare costituito da elementi massicci piani portanti costituiti da strati incollati di tavole o lamelle incrociate. Le dimensioni lungo entrambi gli assi principali (che variano a seconda dei produttori) sono di gran lunga maggiori dello spessore del pannello. Gli elementi portanti di compensato di tavole assumono, in base alle condizioni di carico, funzione di lastre (per le pareti) e/o di piastre (per i solai). L’impiego ideale dei pannelli è quello a parete grazie al buon comportamento sia nei confronti delle azioni assiali che di taglio. Risulta invece meno favorevole l’impiego come piastra in quanto le tavole e quindi le fibre incrociate riducono le performance dei pannelli nei confronti delle azioni flettenti. Il vantaggio principale del sistema è la capacità di auto-controventarsi grazie al comportamento scatolare. L’altro sistema costruttivo frequentemente utilizzato negli edifici alti in legno è quello a telaio pesante di Glulam. Il modello è ad ossatura portante, costituito da colonne e da travi massicce disposte a grande

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interasse. I telai devono essere controventati o resi stabili da connessioni rigide ai nodi. Frequente è il sistema a telaio pendolare controventato da un elemento rigido in cemento armato costituito normalmente dal corpo scale-ascensori. Il vantaggio principale del telaio pesante risiede nella possibilità di consentire larghe maglie dei pilastri e grandi aperture nelle pareti. In realtà i sistemi costruttivi possono anche essere misti, ossia si possono combinare nello stesso edificio grosse intelaiature costituite da travi e pilastri in lamellare, con pareti leggere a traliccio aventi funzione di tamponamento e/o di irrigidimento. Oppure si possono utilizzare pareti di X-lam con rinforzi e solai in lamellare, ricorrendo a vari sistemi di controventamento per portare in fondazione le azioni orizzontali. Il futuro dell’edilizia in legno vedrà comunque sempre meno egemonie di un solo prodotto da costruzione e sempre più spesso l’utilizzo di diversi materiali impiegati secondo il criterio di valorizzare al meglio le specifiche caratteristiche di ogni singolo componente.

Realizzazioni nel Centro-Nord Europa Importanti realizzazioni di edifici alti nel nord Europa hanno dimostrato prima che in Italia la possibilità di costruire in altezza con il legno.

Particolarmente note sono le realizzazioni a Londra di Murray Groove (nove piani) e Bridport House (otto piani). Edifici di notevole altezza e dimensione sono stati realizzati in Germania ed in Svizzera dove particolarmente diffusi sono i sistemi ibridi legno-cemento. Casa Montarina

Luogo di realizzazione: Lugano Destinazione: residenziale Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: costruzioni intelaiata in legno Dimensioni dell’opera: L’edificio misura 18,5 metri in altezza, ed ha una pianta di 12,4 x 12,4 metri Breve descrizione dell’opera: Casa Montarina è il primo edificio in legno realizzato in Svizzera senza un corpo scala in calcestruzzo armato. La struttura risulta essere interamente in legno.

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Murray Grove - Londra

Luogo di realizzazione: Londra Destinazione: mista (terziaria e residenziale) Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: compensato di tavole (X-lam) Dimensioni dell’opera: 9 piani; 29 appartamenti Breve descrizione dell’opera: La torre è costituita da una struttura massiccia a pannelli di compensato di tavole Xlam. Si tratta dell’edificio in legno più alto fino ad oggi realizzato (zona non sismica).

Complesso Muhlweg

Luogo di realizzazione: Vienna Destinazione: Social Housing

Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: compensato di tavole (X-lam)

Dimensioni dell’opera: 4 piani

Breve descrizione dell’opera: L’edificio risulta essere composto da un primo piano in calcestruzzo armato e i piani superiori risultano essere interamente realizzati tramite l’utilizzo di pannelli di compensato di tavole. All’interno dell’edificio si trovano, oltre alle unità abitative, anche zone destinate ad attività comuni quali sauna e palestra.

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Condominio e3

Luogo di realizzazione: Berlino Destinazione: Residenziale Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: ossatura portante in legno lamellare Dimensioni dell’opera: 7 piani (22 m di altezza) Breve descrizione dell’opera: struttura portante in legno lamellare (montanti e correnti); solai compositi legno-calcestruzzo. La struttura portante risulta essere priva di elementi divisori fissi: questo rende estremamente flessibile l’organizzazione degli spazi abitativi.

Realizzazioni in Italia Se le prime importanti realizzazioni di edifici alti di legno sono avvenute nel centro nord Europa, oggi anche il nostro Paese è ben presente in questo settore: le torri da nove piani di Via Cenni a Milano sono ormai completate al

grezzo e costituiscono un importante traguardo. Il progetto di Via Cenni prevede uno spazio pubblico centrale costituito da un corpo continuo di due piani fuori terra e da quattro torri residenziali di otto piani, interamente realizzate con pannelli X-Lam, impostate sul corpo basso. Da sottolineare come anche i vani scale-ascensori siano stati realizzati in legno, non ricorrendo quindi a corpi in calcestruzzo armato.

Via Cenni - Milano (Housing Sociale)

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Per quanto riguarda il sistema costruttivo a telaio pesante in legno lamellare la Rubner Holzbau di Bressanone ha recentemente concluso la costruzione di due importanti fabbricati a Trieste e a Caorle. Entrambi gli edifici sono di 6 piani fuori terra ed hanno un nucleo in cemento armato resistente alle azioni orizzontali. Le strutture verticali ed i solai sono progettati facendo riferimento al sistema costruttivo ad ossatura portante a telaio in legno lamellare irrigidito dai corpi scale in calcestruzzo. Operativamente gli edifici vengono costruiti seguendo il metodo del “piano su piano”, ossia i pilastri non sono continui ma vengono interrotti ad ogni cambio di piano. Le azioni tra un piano e l’altro vengono trasferite mediante piastre metalliche o direttamente dagli elementi di legno. Questa tecnologia garantisce alcuni vantaggi per quanto riguarda gli aspetti di cantiere come ad esempio la movimentazione di pezzi di lunghezza contenuta e la possibilità di coprire ed impermeabilizzare immediatamente i solai appena posati proteggendo quindi il legno dalle intemperie anche in fase di montaggio. La presenza di numerose connessioni metalliche tra gli elementi lignei conferisce inoltre alle strutture un buon livello di duttilità e conseguentemente fattori di struttura più alti. Rubner Holzbau Multipiano Trieste

Luogo di realizzazione: Trieste Destinazione: Residenziale Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: ossatura portante a telaio in legno lamellare Dimensioni dell’opera: 6 piani Breve descrizione dell’opera: complesso residenziale realizzato con struttura in legno e nucleo centrale in calcestruzzo armato

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Rubner Holzbau Multipiano Caorle

Luogo di realizzazione: Caorle Destinazione: Residenziale Principali caratteristiche: Sistema costruttivo adottato: ossatura portante a telaio in legno lamellare Dimensioni dell’opera: 6 piani Breve descrizione dell’opera: complesso residenziale realizzato con struttura in legno e nucleo centrale in calcestruzzo armato

Conclusioni Le costruzioni multipiano in legno, considerate le caratteristiche intrinseche del materiale in termini di sostenibilità, leggerezza, resistenza, isolamento e sicurezza in caso di sisma e di incendio, costituiranno sempre più una soluzione vincente per le esigenze dell’edilizia residenziale e non.

I settori nazionali della ricerca, della normazione, della produzione e della cantieristica già partecipano attivamente a quella che è una vera e propria gara verso l’innovazione. Nel contesto generale, essenzialmente europeo, l’Italia recita una parte molto importante. Se si considerano il notevole utilizzo del legno strutturale nel nostro Paese (tra i maggiori d’Europa) e l’elevato rischio sismico del nostro territorio ecco che il ruolo dell’Italia diventa determinante nello sviluppare i più avanzati criteri di progettazione e di cantierizzazione per queste tipologie costruttive. In questa fase di crescita è importante che venga garantita da parte delle

imprese costruttrici un’alta qualità del costruito che non deluda le elevate aspettative di una committenza esigente ed attenta. Fondamentale diventa il contributo dei progettisti strutturali, spesso non sufficientemente coinvolti nelle fasi preliminari di progettazione, nonostante l’importanza del ruolo da essi rivestito. Un edificio multipiano in legno è innanzitutto un’opera rilevante di ingegneria strutturale che non può essere

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affrontato con gli strumenti utilizzati nella progettazione della tradizionale edilizia residenziale di legno. Un supporto importante deve venire anche dall’aggiornamento continuo della normativa nazionale. Se le revisioni in atto saranno, come auspicabile, sempre più in armonia con gli Eurocodici di riferimento e se in alcuni casi (simica) saranno anche di supporto agli Eurocodici stessi, allora il settore delle costruzioni di legno in Italia non potrà che beneficiarne e competere a tutto campo con quelli omologhi dei paesi europei più avanzati.